中子星的轴对称形变与引力波天文学

爱因斯坦的广义相对论预言，孤立黑洞的唯一稳态构型是 Kerr 时空，其在无自旋时具有唯一的多极结构和球形形状。这与其他自引力物体的情况形成鲜明对比，后者即使在静态情况下原则上也可具有任意形变。本文发展了一个一般的微扰框架，用于构造具有微小轴对称形变的稳态星体，并显式研究了具有内禀四极矩的致密星。后者可由壳层应力或强磁场维持。尽管我们的框架是一般的，但我们聚焦于由各向异性壳层诱导的中子星四极形变，其在各向同性极限下连续连通于球形中子星。形变中子星可能为超新星和双星并合中形成的恒星遗迹提供更精确的描述，并可用于通过引力波探测和低质量 X 射线双星观测改进对中子星状态方程的约束。我们认为，若（无量纲）内禀四极矩达到百分之几或更高，形变效应强于并合中子星双星中的潮汐相互作用效应，并可能显著影响吸积中子星的电磁信号。